L’hydrogène : le futur du véhicule électrique ?

L’hydrogène : le futur du véhicule électrique ?

La Toyota Miraï sortie en 2014 est le premier véhicule grand public à inclure une pile à combustible et un réservoir d’hydrogène gazeux à 700 bar. Avec une autonomie de 500km par plein, émettant uniquement de l’eau et de la chaleur comme sous-produits, une recharge en quelques minutes et la capacité d’embarquer encore plus d’hydrogène, au premier coup d’œil la voiture électrique à l’hydrogène a tout pour séduire l’industrie automobile.  Pour le particulier, la solution semble séduisante, c’est au niveau de la filière automobile entière que le bât blesse.   Est-il intéressant de remplacer le parc automobile actuel ?  Pour mieux comprendre la problématique, il faut encore une fois regarder en amont de la chaîne d’approvisionnement.  Actuellement, 95% de l’hydrogène produit dans le monde l’est à partir du vaporeformage de méthane, processus émetteur de gaz à effet de serre comme le CO2. On estime que ce procédé émet 9 kg CO2 pour produire 1 kg d’hydrogène. La combustion de carburant fossile comme l’essence ou le diesel émet également du CO2. Pour produire la même énergie que le kilogramme l’hydrogène, il faut 3.3kg de diesel dont la combustion engendre des émissions de 9.5 kg CO2, très proche de la valeur obtenue pour l’hydrogène¹.  On constate qu’avec la production actuelle, l’hydrogène ne permet pas de gain significatif en terme d’émission de CO2 par rapport au diesel. L’utilisation du diesel dans un moteur à combustion émet cependant d’autres émissions comme des oxydes d’azote (NOx)s et des particules fines qu’une pile à combustible n’émet pas. D’un point de vue émission de gaz à effet de serre, le gain de l’utilisation de l’hydrogène reste cependant faible.   Dans le cas de l’hydrogène cependant, la capacité d’amélioration est supérieure car l’émission de CO2 est centralisée là où se trouve la production d’hydrogène alors que pour un moteur diesel, cette même émission est décentralisée (elle se trouve en sortie du pot d’échappement). Dans le cas...
Quelles technologies pour le stockage de l’hydrogène dans le naval ?

Quelles technologies pour le stockage de l’hydrogène dans le naval ?

En juillet 2020, la Commission Européenne a affirmé sa volonté de promouvoir une économie hydrogène. Combiné avec l’introduction du concept d’avions ZEROe d’Airbus, l’hydrogène a plus que jamais le vent en poupe.  Au-delà des attentes dans le domaine aéronautique, l’hydrogène intéresse d’autres secteurs comme le naval, régulièrement épinglé pour la pollution engendrée par ses plus gros navires.  Dans le domaine naval, l’hydrogène promet également une diminution des émissions de CO2 et une diminution de la pollution née du recours aux carburants fossiles comme le fioul lourd utilisé, entre autres, par les plus gros navires.  L’industrie navale fait actuellement appel à une grande variété de combustibles allant du SP98 au fioul lourd en passant par des « diesels marine léger » (DML)[1]. Le fioul lourd est particulièrement visé car sa combustion engendre des émissions de particules fines et de dioxyde de soufre SO2, responsable de pluies acides et de maladies pulmonaires.  Ces dernières années, les nouvelles régulations essayent de diminuer l’utilisation de ce combustible, tout en ouvrant la voie à d’autres alternatives comme le gaz naturel liquide, le méthanol ou encore l’hydrogène[2]. Comme pour le kérosène des avions, l’hydrogène pourrait ainsi être amené à remplacer une partie des combustibles utilisés dans l’industrie marine dans les décennies à venir.  De même que pour le domaine aéronautique, hormis la production de l’hydrogène, le plus grand verrou technologique sera l’implémentation de systèmes de stockage de l’hydrogène pour assurer une autonomie suffisante à l’utilisation.  Le domaine naval bénéficie de contraintes de masse amoindries par rapport au domaine aéronautique, mais il subit les mêmes limitations technologiques au niveau du stockage. Pour aller plus loin,  nous vous invitons...
Industriels, comment engager l’ensemble de votre filière dans l’industrie 4.0 ?

Industriels, comment engager l’ensemble de votre filière dans l’industrie 4.0 ?

Inciter l’ensemble des acteurs à s’orienter vers l’industrie 4.0 est le socle d’accélérations majeures pour toute une filière. Bien souvent encore, les PME hésitent à prendre ce virage : leurs moyens sont plus limités que les grands groupes et la recherche du Retour sur Investissement (ROI) se joue sur des temporalités plus courtes.   Pourtant, les plate-formistes, systémiers, équipementiers au sommet des filières ont besoin d’engager toute la supply chain pour réussir ensemble la transformation d’une industrie. Et le potentiel est bien là : les PME disposent déjà de ressources et de moyens puissants pour s’y engager et investir dans des outils et technologies à très fort potentiel de valeur ajoutée.    Comment ?   1- Evaluer son potentiel d’investissement disponible en partant des problèmes existants  La première approche à avoir est de ne pas penser en termes de coûts purs, mais de partir d’un problème à résoudre et d’en déduire un budget d’investissement abordable.   Par exemple, subir un rebut de 10% de ses pièces en raison d’un faible taux de qualité coûte de l’argent jour après jour : en investissant dans un robot qui va permettre d’automatiser un process, ce pourcentage peut considérablement être revu à la baisse.  En d’autres termes : avec le budget économisé via la réduction des pertes qu’une nouvelle technologie va permettre, il devient possible de calculer le montant de l’investissement envisageable pour une transition maîtrisée vers des outils de pointe.   De nombreuses solutions sont aussi efficaces qu’abordables pour gagner du temps et de l’argent, tout en évitant d’éventuels arrêts de production si un souci sur un site distant survient. A titre d’exemple, il est tout à fait possible de gérer une First Article Inspection (FAI) à distance, avec une tablette...
L’utilité d’une hybridation 100% électrique pour un système embarqué

L’utilité d’une hybridation 100% électrique pour un système embarqué

Le terme d’hybridation, pour un système embarqué, est le plus souvent employé pour décrire un système utilisant en coopération au moins deux types d’énergie de natures différentes (généralement thermique et électrique). L’hybridation est déjà répandue dans plusieurs secteurs, qu’il s’agisse de l’automobile, du naval ou encore de l’aéronautique.  Dans le cas d’une voiture hybride par exemple, on peut allier une partie thermique (moteur à combustion), pour le fonctionnement en continu, à une partie électrique (batterie et moteur électrique), pour des phases transitoires telles que de fortes accélérations. Mais l’on oublie souvent que l’hybridation n’est pas seulement l’association de 2 types d’énergies différentes : il peut aussi s’agir de différentes sources électriques combinées au sein d’un même système. Pourquoi allier plusieurs sources dans un système embarqué ? L’énergie est l’utilisation d’une puissance (le plus souvent exprimée en watts) pendant une durée (par exemple en une heure). Cette énergie peut s’exprimer en joules ou en watts par heure (Wh). Chaque source électrique a ses spécificités, qu’il s’agisse de piles à combustibles (PAC), de batteries ou encore de super-condensateurs.  Les PAC peuvent fournir de l’énergie sur une durée de l’ordre de la dizaine d’heures à la journée, voire plus (dépendant de la taille du réservoir d’hydrogène), avec une faible puissance, là où les batteries, en fonction de leur type (certaines sont faites pour la puissance, d’autres plus pour l’énergie), vont produire de l’énergie de quelques dizaines de minutes à quelques dizaines d’heures à des puissances plus élevées. De leur côté, les super-condensateurs vont pouvoir fournir de très fortes puissances, mais de l’ordre de la seconde à la minute.  Ci-dessous, un diagramme de Ragone...
Corac : comment le plan de relance va-t-il booster la révolution verte dans l’aéronautique ?

Corac : comment le plan de relance va-t-il booster la révolution verte dans l’aéronautique ?

Le 9 juin dernier a été présenté le Plan du Gouvernement pour soutenir la filière aéronautique. Ses objectifs sont multiples : maintenir l’excellence française et sa compétitivité dans le secteur, soutenir la transformation des ETI et des PME, accélérer la décarbonation et la transition écologique de l’industrie aéronautique, mais aussi parvenir à produire des aéronefs à la pointe de l’innovation dans tous les domaines.  L’enveloppe totale du plan s’élève à 15 milliards d’euros. Sur ce budget global, 1,5 milliards seront consacrés, via le Conseil pour la recherche aéronautique civile (Corac), à des initiatives visant à renforcer la Recherche et le Développement (R&D) jusqu’à pouvoir produire un avion neutre en carbone d’ici à 2035…. soit 15 ans avant la date initialement anticipée !  Ce financement public sera injecté sur les 3 prochaines années (300 millions en 2020, puis 600 millions en 2021 et 2022).  Si c’est bien une “révolution verte” qui s’annonce pour le secteur, l’aéronautique va bénéficier d’avancées notables sur bien d’autres plans. La France pourra ainsi non seulement être l’une des nations au monde les plus avancées en matière de technologies de l’avion propre, plus électrique et moins gourmand en carburant, mais aussi s’assurer un temps d’avance dans les chaînes de production spécialisées, l’innovation à bord et l’expérience passager.  Ce plan ambitieux va permettre d’accélérer le développement de différents projets dans le secteur aéronautique, avec des avions compétitifs et une expérience voyageur toujours plus avancée (IFE ou In-Flight Entertainment, siège, WiFi à bord…). L’impact des investissements et la mobilisation de la filière vont donc plus loin que la dimension écologique de l’aviation et du recours croissant à l’hydrogène....
Modélisation des dommages dans les matériaux composites

Modélisation des dommages dans les matériaux composites

Modélisation d’un impact sur une coque de dériveur en composite grâce à notre outil interne ALPS. La couleur représente le taux d’endommagement ©Ametra Research La quête d’une meilleure optimisation des structures, souvent liée à des critères écologiques et économiques, pousse à une adoption de plus en plus large des composites dans de nombreux domaines de l’industrie. Réaliser des avions, des trains ou des voitures plus légers permet de réduire leur consommation de carburant de façon significative, optimisant de fait leur coût d’utilisation et leur impact carbone. Ainsi, si cette amélioration incrémentale n’est pas une solution finale au challenge que représente la réponse aux dérèglements climatiques, elle permet de diminuer l’impact carbone des industries du transport le temps de développer une approche permettant de le réduire à zéro (voir ici par exemple). Les composites sont donc de bons candidats car leurs structures hétérogènes (composées de multiple matériaux) permettent de n’inclure des renforts que là où ils sont absolument nécessaires. Ces renforts se présentent en général sous la forme de tissus et/ou de réseaux de fibres hautes performances (Carbone, Verre, Aramide ou autres) enveloppés dans une résine servant de liant. Ainsi, le béton armé est tout autant un composite qu’une pièce en fibre de carbone et résine époxyde.  L’appellation « matériaux composites » classiquement utilisée par le grand public fait en général référence à un sous-ensemble de ces matériaux composites au sens large : les matériaux composites à matrice organique (CMO). Un CMO est un composite dont le liant est une résine polymère. C’est sur ce type de matériaux qu’Ametra Research travaille dans le cadre du projet ORCA. Comme explicité ci-dessus, les CMO présentent...
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